科学探索|拆!这个大科学装置,撤了:光方案就写了十几个版本

大科学装置建起来难,拆起来似乎也不容易 。日前,采访人员从中国科学院高能物理研究所获悉,从去年12月12日大亚湾反应堆中微子实验站(以下简称大亚湾中微子实验站)正式退役之后,直到最近这个“大家伙”才刚刚被拆完 。大亚湾中微子实验站是怎么被拆掉的?拆个装置能有多难?拆下来的材料又被怎么处理了?带着疑问,《中国科学报》采访人员采访了大亚湾中微子实验站撤场负责人之一、中科院高能物理研究所高级工程师马骁妍 。
作者 | 倪思洁
“光方案就写了十几个版本”
大亚湾中微子实验站位于深圳大亚湾核电站基地,藏在百米深的花岗岩山体腹中 。实验站包括3公里长的隧道,3个地下实验大厅,8个110吨重的中微子探测器,以及配套的两个功能厅和通用设施等 。
科学探索|拆!这个大科学装置,撤了:光方案就写了十几个版本
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作为大科学装置,大亚湾中微子实验站的一个特点就是“大” 。从外观上看,8个探测器就是8个两层楼高的大钢罐,每个钢罐的外径5.1米,高5.3米 。钢罐里有两个透明的有机玻璃罐,大的直径4米,小的直径3米 。两个玻璃罐像俄罗斯套娃一样嵌套在钢罐里,最里面的玻璃罐中装着掺钆液体闪烁体,两个玻璃罐之间装着普通液体闪烁体,玻璃罐和钢罐之间装着白油,钢罐的内壁上装着用来放大中微子信号的光电倍增管阵列 。
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钢罐被泡在盛着碧蓝色超纯净水的大水池中,罐顶处于水下2.5米深 。大水池内壁上也装着光电倍增管,上千只光电倍增管像大灯泡一样被装在紧贴着水池内壁的不锈钢支架上 。此外,还有成千上万根电缆,血管般密密麻麻地连接在探测器各部位之间 。
当初,大亚湾反应堆中微子实验经过4年时间才建成 。马骁妍告诉采访人员,拆解设备的复杂程度不亚于建设过程 。“制定撤场计划的都曾是实验站各系统建设的负责人 。光撤场方案和计划我们就写了十几个版本 。”马骁妍说 。
设备和材料里哪些是可以再利用的,哪些是要处理掉的,怎么处理,罐里的液体在看不见的情况下怎么抽才能保证有机玻璃罐内外压力平衡、确保罐子不破裂,抽出来的液体要怎么处理,大钢罐要怎么从地底下运出来,如何保证操作过程中的人员安全……他们反反复复地讨论着各种细节 。
“砸锅卖铁拆迁队”
在撤场方案大致确定后,撤场工作很快开工 。
工作人员先把水池里的水抽空,在每个探测器上安装好管道和设备,把重达80吨的三种液体通过管道同步抽出 。接着,他们打开探测器的钢盖,把在油里泡了近十年的光电倍增管阵列撤出来,又把嵌套在钢罐里的两个有机玻璃罐整体吊出 。然后,他们穿上防油防滑服,爬进钢罐里,拆除底部的其他零件并清理内部残留的白油,最后,再吊出钢罐 。与此同时,他们还需要把水池内壁钢架上的光电倍增管一个个摘下来,并对所有光电倍增管逐一检查、清理、装箱 。
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马骁妍表示,撤下来的设备和材料,一部分被运往江门中微子实验现场,用于实验建设;一部分捐赠给国内外的其他实验项目继续用于科学研究;一部分捐赠给国家博物馆、中广核集团、国内其它单位,或者运往江门实验现场,用于科普展示和收藏 。只有在设备和材料实在无法再利用的情况下,工作人员才按照资产处置的规定将设备和材料变卖掉,而探测器中的液体等可能危害环境的材料则委托给企业进行无害化处理 。